אודיו MIDI (.mid)
MIDI תקןממשק דיגיטלי לכלי נגינה (MIDI) הוא תקן תווי מוזיקה סמלי המתעד אירועי ביצוע כלי נגינה במקום צורות גל של אודיו אקוסטי.
בדיקה ומטא-נתונים
מערכות הפעלה ומנתחי קבצים מזהים קבצי MID על ידי בדיקת רצף הבייטים הבינארי הראשוני:
חתימת כותרת ברמת הבייט (Magic Bytes)
מערכות הפעלה ומנתחי קבצים מזהים קבצי MID על ידי בדיקת רצף הבייטים הבינארי הראשוני:
חתימת HEX (היסט 0):
4D 54 68 64ייצוג ASCII: MThd
תקינה: MIDI Manufacturers Association (MMA) / AMEI
מפרט טכני
| מבנה המכולה | היררכיית המקטעים של קובץ MIDI תקני (SMF): כותרת MThd + מקטעי רצועה MTrk |
| דחיסה | אירועי ביצוע סימבוליים לא דחוסים (Note On, Note Off, Velocity, Pitch Bend) |
| סדר בתים (Endianness) | סדר סיביות ובתים מהמשמעותי ביותר לפחות משמעותי |
| מרחבי צבע | לא רלוונטי (זרם הוראות של תווים סימבוליים) |
| ערוצים ומבנה | 16 ערוצי MIDI לוגיים בכל רצועה |
| ממדים מרביים | רזולוציית זמן דלתא משתנה (תקתוקים לרבע תו, עד 65,535) |
| שקיפות | רצף אירועים מתמטי בלבד; לא נשמר בו אודיו בצורת גל |
| הזרמה ופרוגרסיביות | זרם אירועים סדרתי; ניתן לנתח ולשלוח אותו תו אחר תו |
מטריצת השוואה טכנית: MID מול מתחרים
| תכונה טכנית | MID (נוכחי) | WAV | MP3 | MOD |
|---|---|---|---|---|
| תוכן מאוחסן | הוראות אירוע (תו, גובה צליל, עוצמת הלחיצה) | צורת גל PCM לא דחוסה | צורת גל דחוסה מאבדת נתונים | הוראות רצועה + דגימות כלי אודיו מוטמעות |
| גודל קובץ ממוצע | 10 קילובייט - 100 קילובייט | 30 מגה-בייט - 50 מגה-בייט | 3 מגה-בייט - 5 מגה-בייט | 500 קילובייט - 2 מגה-בייט |
| עקביות צליל | משתנה באופן דרסטי בהתאם לסינתייזר/בנק הצלילים של המשתמש | נתוני אירועי MIDI ניתנים להעברה; צליל ההשמעה תלוי בסינתיסייזר או בבנק הצלילים. | נתוני אירועי MIDI ניתנים להעברה; צליל ההשמעה תלוי בסינתיסייזר או בבנק הצלילים. | |
| עריכת עיבוד | פשוטה; עריכת התווים בנפרד | כוונון מחדש של אודיו קשה במיוחד | כוונון מחדש של אודיו קשה במיוחד | עריכת דגימות מבוססת תבניות |
מצבי השחתה נפוצים ומדריך שחזור הקסדצימלי (Hex)
צלילי הסינתיסייזר נמשכים ללא הפסקה ('תווים תקועים') או שהקצב הופך למהיר אסטרונומית.
גורם שורש: אירועי 'Note Off' חסרים או ערכי זמן-דלתא באורך משתנה פגומים במקטע MTrk.
שחזור: פתח את הקובץ בסקוונסר MIDI או השתמש בכלי MIDI של File2File.app כדי לנקות את מצב הריצה ולהזריק פקודות Note Off חסרות.
ניתוח אבטחה ווקטורי תקיפה נגד מנתחי פורמטים (parsers)
מנתחי MIDI מפענחים ערכי זמן־דלתא מורכבים בפורמט כמות באורך משתנה (VLQ) והודעות מערכת בלעדיות (SysEx) העלולות להפעיל גלישות חוצץ בסינתייזרים של חומרה ותוכנה.
ווקטורי תקיפה ידועים
- התרחבות לא מבוקרת של ערך כמות באורך משתנה הגורמת לגלישת מספר שלם של 32 סיביות.
- מטעני הודעות SysEx גדולים מדי הגורמים לגלישת ערימה (heap overflow) בקושחת הסינתייזר או בתוספי תוכנה.
- סמני לופ המעוצבים זדונית הגורמים ללופים אינסופיים של מעבד בחוטי עיבוד אודיו.
שיטות מומלצות להגנה: אכוף גבולות מרביים על ערכי זמן-דלתא וסנן בלוקי יצרן של SysEx לפני שליחתם לסינתייזרים.
היסטוריה ואבני דרך
יתרונות מרכזיים
- גודל קובץ מיקרוסקופי: עיבודים סימפוניים מלאים צורכים עשרות קילובייטים במקום עשרות מגה-בייטים.
- גמישות עריכה מלאה: ניתן לשנות תווים בודדים, קצבים, סולמות ותוכניות צליל של כלי נגינה ללא אובדן איכות.
- תאימות חומרה אוניברסלית בין סינתיסייזרים, פסנתרים דיגיטליים, סיקוונסרים ותחנות עבודה אודיו דיגיטליות (DAWs).
מגבלות טכניות וחסרונות
- אינו מכיל הקלטות קול אמיתיות כלל; ההשמעה תלויה לחלוטין בסינתיסייזר ובבנק הצלילים של מכשיר ההאזנה.
- אינו יכול לשחזר קולות שירה אנושיים מוקלטים או צלילים אקוסטיים ריאליסטיים שאינם כלי נגינה.
- ההשמעה נשמעת שונה לחלוטין במחשבים שונים בהתאם לקובצי SoundFont של General MIDI המותקנים.
עובדות טכניות מעניינות
- כותרת הקסם 'MThd' מייצגת את 'כותרת רצועת MIDI' (MIDI Track Header), ואחריה 'MTrk' עבור כל מקטע רצועה.
- משחקי מחשב קלאסיים כמו Doom, Warcraft ו-Monkey Island השתמשו ב-MIDI כדי לספק מוזיקה עשירה בדיסקטים של 1.44 מגה-בייט.
- דייב סמית' קיבל פרס גראמי טכני בשנת 2013 על תפקידו הבסיסי בהמצאת MIDI.
שאלות טכניות נפוצות
מדוע קובץ MIDI נשמע כמו כלי נגינה זולים במחשב שלי?
קובץ MIDI מכיל אך ורק הוראות לנגינה (איזה תו ללחוץ ובאיזו עוצמה). הצליל שאתה שומע מופק על ידי סינתיסייזר ה-General MIDI המובנה במערכת ההפעלה שלך. טעינת SoundFont מקצועי (.sf2) משפרת משמעותית את הריאליזם.
איך אוכל להמיר קובץ MIDI לקובץ MP3 או WAV?
מכיוון של-MIDI אין אודיו משלו, המרתו דורשת 'רינדור' דרך סינתיסייזר תוכנה עם כלי נגינה ממוחשבים. ממיר האודיו File2File.app מרנדר באופן אוטומטי קבצי MIDI באמצעות בנקים אקוסטיים איכותיים ישירות בדפדפן שלך.
מה ההבדל בין MIDI פורמט 0 לפורמט 1?
פורמט 0 מאחד את כל ערוצי המוזיקה למקטע רצועה יחיד. פורמט 1 מפריד כל כלי נגינה (פסנתר, בס, תופים) למקטע רצועה עצמאי משלו לעריכה מרובת-רצועות.